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Fotossíntese (Parte IV) (Reações independentes da luz- Ciclo de Calvin…
Fotossíntese (Parte IV) (Reações independentes da luz- Ciclo de Calvin-Benson)
As enzimas que catalisam as reações de CO2 encontram-se, na maioria, dissolvidas no
Estroma do cloroplasto
onde as reações ocorrem
essas enzimas usam a energia de
ATP e NADPH
produzidos nos
tilacoides
pelas
reações dependentes de luz
na redução de
CO2
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Uma vez que
não há estocagem dessas coenzimas ricas em energia
as reações de
Fixação do CO2
ocorre
somente na sua presença
quando
as coenzimas estão sendo geradas
Ciclo de Calvin-Benson
Para identificar a sequência de reações pelas quais os carboidratos formam-se a partir do carbono do CO2, os cientistas encontraram uma maneira de marcar essa molécula. Assim, o CO2 pôde ser seguido após ter sido absorvido por uma molécula fotossintética.
1 -A reação inicial do ciclo adiciona o CO2 a uma
molécula aceptora
um composto de 5 carbono denominado
ribulose 1,5-bifosfato (RuBP)
2 - O produto é um intermediário de seis carbonos, que rapidamente se decompõem e forma
duas moléculas de 3-fosfoglicerato (3GP)
cada uma com três carbonos
A enzima que catalisa essa reação de fixação é a
ribulose bifosfato-carboxilase/oxigenase
mais conhecida como
Rubisco
é a proteína mais abundante do mundo, constituindo mais de 50% de todo o conteúdo proteico de cada folha
Os produtos do ciclo de Calvin-Benson são de importância decisiva para a biosfera, pois as ligações covalentes dos carboidratos gerados representam a produção de energia total da captação de luz pelos organismos fotossintéticos.
Utiliza NADPH e ATP (formados por meio da fotofosforilação) para fixar carbono e produzir carboidratos.
Os três processos principais que formam o Ciclo de Calvin-Benson
1 - Fixação do CO2
essa reação é catalisada pela
Rubisco
e seu produto é
3-fosfoglicerato (3PG)
2- Redução de 3GP para formar gliceraldeído-3-fosfato (G3P)
essa série de reações envolve
uma fosforilação
usando o
ATP
formado nas reações dependentes de luz
uma redução
usando o
NADPH
formado nas reações dependentes de luz
3 - Regeneração do aceptor de CO2, RuBP
A maior parte do G3P termina como RuMP (ribulose monofosfato) e o ATP é utilizado para esse composto em RuBP.
Para cada "volta" do ciclo, com um CO2 fixado, o aceptor de CO2 é regenerado.
o produto desse ciclo é o
gliceraldeído 3-fosfato (G3P)
que consiste em um açúcar fosfato de três carbonos, também denominado
triose fosfato
Em uma folha típica, 5/6 do G3P é reciclado em RuBP. Existem dois destinos para o 3GP restante (na forma de carboidratos)
São eles:
1/3 dele termina em
amido
(polissacarídeo)
armazenado no
cloroplasto
2/3 do G3P são convertidos em
sacarose
(dissacarídeo)
no
Citosol
transportada para outros órgãos da planta, onde é hidrolisada
hidrolisada em seus monossacarídeos constituintes:
glicose
e
frutose
.
Esses carboidratos são posteriormente usados pela planta para formar outros compostos. Suas moléculas incorporam-se aos aminoácidos, aos lipídeos e aos constituintes dos ácidos nucleicos.
Os organismos autótrofos liberam a maior parte dessa energia através da glicólise e da respiração celular, usando-as para sustentar seu próprio crescimento, desenvolvimento e reprodução.
A luz estimula o Ciclo de Calvin-Benson
dois processos conectam as reações dependentes de luz a rota de fixação de CO2
Sendo elas
As mudanças no pH do estroma, induzidas pela luz, ativam algumas enzimas no Ciclo de Calvin (por exemplo, a
Rubisco
)
O fluxo de elétrons, induzido pela luz, reduz as ligações dissulfeto, ativando quatro enzimas do ciclo de Calvin
Quando reduzida no fotossistema I, a
ferredoxina
transfere alguns elétrons para uma proteína pequena e solúvel denominada
tiorredoxina
. Essa proteína, por sua vez, passa elétrons para quatro enzimas da rota de fixação do CO2.
As duas reações são indiretas, mas significantes